Dari dunia PCB

1. Bagaimana cara mempertimbangkan pencocokan impedansi saat merancang skema desain PCB berkecepatan tinggi?

Saat merancang sirkuit PCB berkecepatan tinggi, pencocokan impedansi adalah salah satu elemen desain.Nilai impedansi mempunyai hubungan mutlak dengan cara pengkabelan, seperti berjalan di lapisan permukaan (mikrostrip) atau lapisan dalam (stripline/double stripline), jarak dari lapisan referensi (power layer atau ground layer), lebar pengkabelan, bahan PCB , dll. Keduanya akan mempengaruhi nilai impedansi karakteristik jejak.

Artinya, nilai impedansi dapat ditentukan setelah pengkabelan.Umumnya, perangkat lunak simulasi tidak dapat memperhitungkan beberapa kondisi pengkabelan terputus-putus karena keterbatasan model rangkaian atau algoritma matematika yang digunakan.Saat ini, hanya beberapa terminator (terminasi), seperti resistansi seri, yang dapat dicadangkan pada diagram skematik.Mengurangi efek diskontinuitas pada impedansi jejak.Solusi sebenarnya untuk masalah ini adalah mencoba menghindari diskontinuitas impedansi saat pemasangan kabel.
gambar
2. Jika terdapat beberapa blok fungsi digital/analog pada papan PCB, metode konvensionalnya adalah dengan memisahkan ground digital/analog.Apa alasannya?

Alasan pemisahan ground digital/analog adalah karena rangkaian digital akan menimbulkan noise pada daya dan ground ketika berpindah antara potensial tinggi dan rendah.Besarnya kebisingan berhubungan dengan kecepatan sinyal dan besarnya arus.

Jika ground plane tidak terbagi dan noise yang dihasilkan oleh rangkaian area digital besar dan rangkaian area analog sangat dekat, meskipun sinyal digital-ke-analog tidak bersilangan, sinyal analog akan tetap terinterferensi oleh ground. kebisingan.Artinya, metode digital-ke-analog tak terbagi hanya dapat digunakan bila area rangkaian analog jauh dari area rangkaian digital yang menghasilkan noise besar.

3. Dalam desain PCB berkecepatan tinggi, aspek apa yang harus dipertimbangkan oleh perancang aturan EMC dan EMI?

Secara umum, desain EMI/EMC perlu mempertimbangkan aspek radiasi dan konduksi secara bersamaan.Yang pertama termasuk dalam bagian frekuensi yang lebih tinggi (>30MHz) dan yang kedua adalah bagian frekuensi yang lebih rendah (<30MHz).Jadi tidak bisa begitu saja memperhatikan frekuensi tinggi dan mengabaikan frekuensi rendah.

Desain EMI/EMC yang baik harus mempertimbangkan lokasi perangkat, susunan tumpukan PCB, metode koneksi penting, pemilihan perangkat, dll.Jika tidak ada pengaturan yang lebih baik sebelumnya, maka akan diselesaikan setelahnya.Ini akan mendapatkan hasil dua kali lipat dengan setengah usaha dan meningkatkan biaya.

Misalnya, posisi generator jam tidak boleh sedekat mungkin dengan konektor eksternal.Sinyal berkecepatan tinggi harus sampai ke lapisan dalam sebanyak mungkin.Perhatikan pencocokan impedansi karakteristik dan kontinuitas lapisan referensi untuk mengurangi pantulan.Laju perubahan tegangan sinyal yang didorong oleh perangkat harus sekecil mungkin untuk mengurangi ketinggian.Komponen frekuensi, ketika memilih kapasitor decoupling/bypass, perhatikan apakah respons frekuensinya memenuhi persyaratan untuk mengurangi kebisingan pada bidang daya.

Selain itu, perhatikan jalur kembalinya arus sinyal frekuensi tinggi untuk membuat area loop sekecil mungkin (yaitu impedansi loop sekecil mungkin) untuk mengurangi radiasi.Tanah juga dapat dibagi untuk mengontrol rentang kebisingan frekuensi tinggi.Terakhir, pilih ground sasis yang tepat antara PCB dan housing.
gambar
4. Saat membuat papan PCB, untuk mengurangi interferensi, apakah kabel ground harus berbentuk penjumlahan tertutup?

Saat membuat papan PCB, area loop umumnya dikurangi untuk mengurangi interferensi.Saat meletakkan garis tanah, sebaiknya tidak diletakkan dalam bentuk tertutup, tetapi lebih baik disusun dalam bentuk cabang, dan luas tanah harus diperbesar semaksimal mungkin.

gambar
5. Bagaimana cara menyesuaikan topologi perutean untuk meningkatkan integritas sinyal?

Arah sinyal jaringan semacam ini lebih rumit, karena untuk sinyal searah, dua arah, dan tipe sinyal level berbeda, pengaruh topologinya berbeda, dan sulit untuk mengatakan topologi mana yang bermanfaat bagi kualitas sinyal.Dan ketika melakukan pra-simulasi, topologi mana yang akan digunakan sangat menuntut para insinyur, memerlukan pemahaman tentang prinsip rangkaian, jenis sinyal, dan bahkan kesulitan pengkabelan.
gambar
6. Bagaimana cara menangani tata letak dan pengkabelan untuk memastikan stabilitas sinyal di atas 100M?

Kunci dari pengkabelan sinyal digital berkecepatan tinggi adalah mengurangi dampak saluran transmisi terhadap kualitas sinyal.Oleh karena itu, tata letak sinyal berkecepatan tinggi di atas 100M memerlukan jejak sinyal sesingkat mungkin.Di sirkuit digital, sinyal berkecepatan tinggi ditentukan oleh waktu tunda kenaikan sinyal.

Selain itu, berbagai jenis sinyal (seperti TTL, GTL, LVTTL) memiliki metode berbeda untuk memastikan kualitas sinyal.